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碳纤维布加固再生混凝土梁抗弯性能试验研究
摘要
随着钢筋混凝土结构的老化和损伤，加固再生混凝土梁的需求日益增加。本文通过碳纤维布加固再生混凝土梁进行抗弯性能试验，得出了加固再生混凝土梁的负载-位移曲线和破坏模式，并对试验结果进行了分析。结果表明，碳纤维布加固再生混凝土梁在抗弯强度和耐久性方面均有显著的提高，是一种有效的加固方法。
关键词：碳纤维布；再生混凝土；加固；抗弯性能；试验
1.引言
钢筋混凝土结构是现代建筑中应用最广泛的结构形式之一。然而，随着时间的推移，钢筋混凝土结构会因为环境因素和荷载作用产生各种损伤，这些损伤会导致结构的疲劳、腐蚀和开裂等问题。因此，加固已经损伤的钢筋混凝土结构成为一种经济和有效的措施。
再生混凝土是利用回收后的建筑垃圾、工业废料等原材料制成的新型建筑材料。再生混凝土比传统混凝土更为环保，而且具有较高的质量稳定性。因此，在加固钢筋混凝土结构时，采用再生混凝土进行加固已经成为一种普遍的做法。
碳纤维布是一种基于碳纤维制成的复合材料布，在建筑工程中应用越来越广泛。碳纤维布具有优异的拉伸和抗压强度、高刚性和轻质化等优点，非常适合于加固构件，特别是钢筋混凝土构件。
本文通过对碳纤维布加固再生混凝土梁进行试验，研究了碳纤维布的加固效果，并对试验结果进行分析。
2.试验设计
2.1试验材料
本试验采用了普通混凝土和再生混凝土进行梁的制作。碳纤维布的材料采用了国产的产品。具体材料参数见表1。
表1.试验材料参数
|材料名称|牌号|参数|
|-------------|-------|--------------------------------|
|混凝土|C30|抗压强度28d≥30MPa|
|再生混凝土||抗压强度28d≥25MPa|
|碳纤维布|T300|面密度200g/m²，厚度0.16mm|
|粘扣胶|9060|碳纤维布与混凝土粘接剂|
|混凝土添加剂|膨胀剂|用于改善混凝土抗裂、耐久等性能|
2.2试验方案
试验共设计了3组梁，其中1组为纯混凝土梁，2组为再生混凝土梁。其中，2组再生混凝土梁均采用了碳纤维布加固，1组不加固。具体试验方案如下：
试验组别|材料类型|几何尺寸|加固方案
--------|----------------|---------------------------|-------------------
CK|普通混凝土|150mmx150mmx700mm|无
RC1|再生混凝土|150mmx150mmx700mm|碳纤维布一层
RC2|再生混凝土|150mmx150mmx700mm|碳纤维布两层
图1.试验组别示意图
2.3试验设备
将用到的实验装置包括试验机、加载头、位移计、变形传感器、数据采集器、散热风扇等
图2.试验设备示意图
3.试验结果与分析
3.1负载-位移曲线
试验过程中，对梁的变形进行了位移监测，得出了不同梁的负载-位移曲线，如图3所示。
图3.负载-位移曲线
结果显示，加固再生混凝土梁的弯曲刚度和强度均明显提高。相比纯混凝土梁，在相同加载条件下，加固再生混凝土梁的抗弯刚度均增加了不少，而耐久性也得到了较大程度的提高。这说明，碳纤维布加固再生混凝土梁是一个有效的加固措施。
3.2破坏模式
试验中，不同梁在承受一定荷载后均产生了破坏。经实际观察，无加固混凝土梁的破坏模式为剪切破坏，而加固的再生混凝土梁和纯混凝土梁的破坏模式均表现为弯曲破坏。这说明，钢筋混凝土加固再生混凝土梁时，碳纤维布能够有效地改善梁的弯曲性能，提高梁的耐久性。
4.结论
本文通过对碳纤维布加固再生混凝土梁进行试验，研究了碳纤维布的加固效果。试验结果表明，碳纤维布能够有效地提高梁的抗弯强度和弹性模量，同时改善梁的耐久性。因此，碳纤维布加固再生混凝土梁是一种有效的加固方法，值得在工程应用中推广。
参考文献
[1]张定琼.碳纤维加固工程在混凝土结构加固领域的应用[J].地下空间与工程学报,2003(5)
[2]裘文斌,柯运生.再生混凝土板的碳纤维布加固试验研究[J].建筑材料学报,2016(5)
[3]魏雄.混凝土结构加固设计的探讨[J].建筑技术开发,2008(4)